广中医分子生物学考试要点(含答案).doc

一、基因与基因组
1、5、15+表观遗传学
基因定义?基因组？基因表达？质粒？顺式作用元件？ **子？
基因：遗传物质核酸的一些特定碱基序列构成的表达遗传信息的功能单位
基因组：细胞或生物体中，一套完整单倍体的遗传物质的总和
基因表达：由基因指导合成功能产物RNA和蛋白质的过程
质粒：质粒是真核细胞细胞核外或原核生物拟核区外能够进行自主复制的遗传单位顺式作用元件:是基因序列的一部分，绝大多数与基因结构（转录区）在同一染色体DNA上，位于结构基因上游、下游或内部，包括启动子终止子，原核生物的操纵基因和衰减了、真核生物的增强了和沉默了等，通过与RNA聚合酶、调节蛋白结合调控基因表达
反式作用因子：反式作用元件通过编码产物调控基因表达，其编码产物称为反式作用因子
外显子：真核生物基因转录区的初级转录产物经过转录后加工之后保留于成熟RNA 中的序列和转录区内的对应序列，属于编码序列
内含子：真核生物基因转录区内位于相邻外显子之间的序列及初级转录产中的对应序列
顺反子：是基因的基本功能单位
启动子：一•段DNA序列，通常位于基因（操纵子）转录区上游，是DNA在指导合成RNA时被RNA聚合酶识别、结合并启动转录的碱基序列，局方向性属调控序列
终止子：位于转录区下游的一段DNA序列，是转录的终止信号
操纵子：多个功能相关的结构基因成簇串排列，与上游共同的调控区和下游的转录终止信号组成基因表达单位
顺反子：是基因的基本功能单位
沉默了：真核生物基因中阻遏转录的调控序列
增强子：与启动子可以相邻，重叠或包含，通过结合反式作用因子，改变染色质DNA的结构促进转录
病毒、原核生物、真核生物基因组的特征与区别？
病毒基因组结构特点：
1）病毒基因组所含核酸类型不同
2）不同病毒基因组大小相差较大
3）除逆转录病毒基因组有两个拷贝外，其他病毒基因组都是单倍体
4）病毒基因组的编码序列大于90%
5）基因可以是连续的也可以是间断的
6）基因重叠
7）病毒基因组含有不规则结构基因
（1）儿个结构基因的编码区无间隔（通读）
（2）结构基因本身没有翻译起始序列
（3）mRNA没有5'端的帽结构
原核生物基因组结构特点：
1）细菌等原核生物的基因组是一条双链闭环的DNA分子
2）大多具有操纵子结构
3）原核基因组中只有1个复制起点
4) 5) 6) 7)8) (1) (2) (3)(4)
4） 结构基因无重叠现象
5） 基因序列是连续的，无内含子，因此转录后不需要剪切
6） 编码区在基因组中所占的比例远远大于真核基因组，但又远远小于病毒基因 组，非编码区主要是一些调控序列
7） 基因组中重复序列很少
8） 具有编码同工酶的基因
9） 细菌基因组中存在着可移动的DNA 序列，包括插入序列和转座子
真核基因
1） 真核基因组远远大于原核生物的基因组，结构复杂，基因数目庞大 2） 真核基因具有许多复制起点，每个复制了大小不一。

每一种真核生物都有一 定的染色体数目，除了配子为单倍体外，体细胞一般为双倍体，即含两份同源的 基因组。

3） 真核基因都出一个结构基因与相关的调控区组成，转录产物的单顺反子，即 —分子mRNA 只能翻译成一•种蛋白质。

真核生物基因组中含有大量重复顺序
真核生物基因组内非编码的顺序（NCS ）占90%以上。

编码序列占5%。

真核基因产断列基因
真核生物基因组功能相关的基因构成各种基因家族 真核生物基因组中也存在一些可移动的遗传因素——转座子 端粒、端粒酶的结构特征与功能？
端粒是染色体末端部分，这一特殊结构区域对于线性染色体的结构和稳定起 重要作用，端粒DNA 含短串联重复序列，其新生链重复单位是CxAy （xy 数目为 1-4）模板重复单位是TyGx （xy 数目为1-4）
端粒DNA 是由端粒酶催化而成，端粒酶化学本质是核蛋白，含一个长约150nt 的RNA 。

因此，端粒酶本质上是以自身RNA 为模板的逆转录酶
保护染色体结构和功能的完整性，抵抗外切酶对DNA 的降解
维持染色体的稳定性
保证DNA 复制的完整性
计算分裂计数器的功能，其长度能反映细胞分裂的次数 即对外抵御核酸酶等外界的因素的袭击，对内染色体脱氧核糖核酸末端复制问题 基因表达具有时空性分别指什么？举例？
基因的表达：储存遗传信息的基因经过一系列步骤表现其生物功能的整个过程 （转录、翻译）
时间特异性：按功能需要某一特定基因的表达严格按特定的口寸间顺序发生，在多 细胞生物基因表达的时间特异性又称阶段特异性
空间特异性：在个体生长全过程，某种基因产物在个体不同组织或器官表达，即 按空间顺序出现
举例：
疾病发生—— 异产物表达（标志物）
原发性肝癌一甲胎蛋白
不同疾病不同标志物
心肌梗塞一AST （谷草转氨酶） 急性肝炎一ALT （谷丙转氨酶）
如何理解“基因表达呈现多层次及复杂性“书上ppt 上没有明确说明
基因表达调控系统以信号转到网络系统为基础，从RNA的转录合成到蛋白质的翻译后修饰，其各个环节都会受到调控，从染色体，染色质激活，转录起始，转录后加工，修饰及转运，翻译起始，翻译后加工修饰，蛋白质靶向转运和降解，其中转录是最重要的调控环节，环节多，产物多，有双链DNA, hnRNA, mRNA, 未折叠蛋白质以及成熟蛋白质，及其复杂。

遗传信息以基因的形式贮存于DNA分了中，基因拷贝数越多，其表达产物也会越多，因此基因组DNA的部分扩增可影响基因表达。

在多细胞生物，某一特定类型细胞的选择性扩增可能就是通过这种机制使某种或某些蛋白质分子高表达的结果。

为适应某种特定需要而进行的DNA重排，以及DNA甲基化等均可在遗传信息水平上影响基因表达。

其次，遗传信息经转录由DNA传向RNA过程中的许多环节，是基因表达调控最重耍、最复杂的一个层次。

在真核细胞，初始转录产物需经转录后加工修饰才能成为有功能的成熟RNA,并由细胞核转运至细胞质，对这些转录后加工修饰以及转运过程的控制也是调节某些基因表达的重要方式，如对mRNA的选择性剪接，RNA 编辑等，以miRNA为代表的非编码RNA对基因表达调控的作用
蛋白质生物合成即翻译是基因表达的最后一步，影响蛋白质合成的因素同样也能调节基因表达。

并且，翻译与翻译后加工可直接、快速地改变蛋白质的结构与功能，因而对此过程的调控是细胞对外环境变化或某些特异刺激应答时的快速反应机制。

总之，在遗传信息传递的各个水平上均可进行基因表达调控。

何为表观遗传学？DNA甲基化的作用？RNA干扰？
表观遗传学：基因的DNA序列不发生改变的情况下，基因的表达水平与功能发生改变，并产生可遗传的表型，如DNA甲基化，组蛋白修饰等
RNA干扰是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA诱发的、同源inRNA高效特异性降解的现象
DNA甲基化是修饰途径之一，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。

二、生物大分子的检测
PCR实验
2、7、 8、9
分子杂交技术包括哪些？有什么用途？
定义:异源互补的核背酸序列通过碱基互补配对形成稳定的杂合双链DNA或RNA 分子的过程（下面书上只有两项，只分为1,2以下是百度）
1）固相杂交：将参加反应的一条核酸链先固定在固体支持物上，一条反应核酸游离在溶液中.
2）液相杂交：所参加反应的两条核酸链都游离在溶液中
3）斑点杂交：该方法是将被检标本点到膜上，烘烤固定.这种方法耗时短,可做半定量分析，一张膜上可同时检测多个样品.
4）印迹杂交：是研究DNA图谱的基本技术，在遗传诊断DNA图谱分析及PCR产物分析等方面有重要价值.
5）组织原位杂交：简称原位杂交，指组织或细胞的原位杂交这。

具有重要的生物学和病理学意义.例如，对致密染色体DNA的原位杂交可用于显示特定的序列的位置；对分裂期间核DNA的杂交可研究特定序列在染色质内的功能排布；与细胞RNA的杂交可精确分析任何一种RNA在细胞中和组织中的分布.此外，原位杂交还
是显示细胞亚群分布和动向及病原微生物存在方式和部位的一种重要技术. 应用：可将具有一定已知顺序的某基因的DNA片段，标上放射性核素，构成核酸探针，将它通过分子杂交与缺陷的基因结合，产生杂交信号，从而把缺陷的基因显示出来，借此可对许多遗传性疾病进行产前诊断。

现又用核酸分子杂交技术诊断乙型肝炎，以及研究其他病毒性疾病和癌瘤的基因结构（癌基因）等，也是分了遗传学中的重要研究方法。

探针是什么？包括哪些类型？
探针：已知序列的标记单链DNA或RNA片断。

用于检测与其互补的核酸序列（待测核酸）类型：基因组DNA探针，RNA探针，cDNA探针,寡核昔酸探针P180,锁式探针，实时定量PCR探针
什么是生物芯片？包括哪些类型？功能？
也称为生物微阵列，通过微电了，微加工技术，用生物大分了（例如核酸，蛋白质）或细胞等在数平方厘米大小的固相介质表而构建的微型分析系统，用以对生物组分进行快速，高效，灵敏的分析与处理
1基因芯片：专门检测核酸的生物芯片，用于DNA测序，基因表达研究，基因诊断，用药个体化检测，中药研究，诊断芯片用在DNA和或RNA水平上用于疾病诊断，如肝癌，糖尿病等；检测芯片，用在IIBV, IICV,结核杆菌等病原体检测，商检等
2蛋白质芯片：可以研究生物分子的相互作用，广泛用于基础研究，临床诊断, 靶点确证，新药开发，特别是检测基因表达，例如，用抗体芯片在蛋白质水平检测基因表达，可以用不同的荧光素标记实验组和对•照组蛋白质样品，然后与抗体芯片杂交，检测荧光信号，分析哪些基因表达的蛋白质存在组织差异
3芯片实验室：以生物芯片为基础的集成化分析系统；可完成如样品制备、试剂输送、生化反应、结果检测、信息处理和传递等一系列复杂工作
生物芯片应用：中医药研究，用药个体化检测
PCR是什么？反应体系？产物生成特征？与PCR产物特异性相关因素包括哪些？
聚合酶链式反应：一种快速扩增DNA的方法，又称之为体外扩增法。

PCR由变性一退火一延伸三个基本反应步骤构成：①模板DNA的变性：93—95 度间使之充分变性，双链DNA解离成单链②模板DNA与引物的退火（复性）：温度降
至55°C左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对•结合；③引物的延伸：DNA
模板一引物结合物在72°C、DNA聚合酶（如TaqDNA聚合酶）的作用卜，以dNTP
为反应原料，靶序列为模板，按碱基互补配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链
反应体系:引物（PCR引物为DNA片段,细胞内DNA复制的引物为一段RNA链）、DNA聚合酶、底物（dNTP）、模板和缓冲液（其中需要Mg2+）
影响PCR反应的相关因素
（1）引物：是PCR特异性反应的关键，PCR产物的特异性取决于引物与模板DNA 互补的程度。

（2）酶及其浓度：催化一典型的PCR反应约需酶量 2. 5U（指总反应体积为lOOul 时），浓度过高可引起非特异性扩增，浓度过低则合成产物量减少。

3）dNTP的质量与浓度dNTP的质量：4种dNTP的浓度要相等（等摩尔配制），如其中任何一种浓度不同于其它几种时（偏高或偏低），就会引起错配。

浓度过低又会降低PCR产物的产量。

dNTP能与Mg2+结合，使游离的Mg2+浓度降低。

4）模板（靶基因）核酸模板核酸的量与纯化程度
5）Mg2+浓度：Mg2+浓度过高，反应特异性降低，出现非特异扩增，浓度过低会降低Taq DNA聚合酶的活性，使反应产物减少。

6）温度与时间的设置：基于PCR原理三步骤而设置变性-退火-延伸三个温度点。

特异性强PCR反应的特异性决定因素为：①引物与模板DNA特异正确的结合② 碱基配对原则③Taq DNA聚合酶合成反应的忠实性④靶基因的特异性与保守性。

特点：灵敏度高、特异性强；简便快速；对标本程度耍求低
简单了解基因测序
基因测序是指分析具有遗传功能的特定DNA片段的核苜峻序列，也就是腺喋吟（A）、胸腺n制定（T）、胞n制定（C）与鸟n票吟（G ）的排列方式，以待测DNA
为模板，边合成边测序-检测的是依次参加合成的每个dNTP,将待测DNA依次除去单个核苜酸，并同时标记检测
三、基因重组与表达
10、11+其他基因编辑技术：RNA干扰、Crispr
什么是重组DNA技术？如何构建重组质粒？（操作流程）
定义：将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA 体外操作程序，也是分子克隆技术。

基本原件：供体、载体、受体
重组质粒的构建：用鸟枪法或人工合成法提取F1的基因后，限制性内切酶切开质粒，使目的基因和切好的质粒具有相同的粘性末端碱基恰好配对，自动结核，用DNA连接酶将切曰补上
DNA重组：目的基因和载体的获得；目的基因和载体的限制性酶切；目的基因和载体的连接；连接产物导入宿主细胞；重组体的扩增筛选
分子剪刀、胶水分别是什么？作用方式？
分子剪刀：限制性核酸内切酶，水解该序列内部或附近的磷酸二酯键
胶水：DNA连接酶，形成磷酸二酯键
使磷酸二酯键断裂或连接
载体是什么？有哪些种类？特征？
装载并转移目的基因的工具
种类：克隆载体，表达载体
特征①在受体细胞中能保存下来并能大量复制②有一个至多个限制酶切点，而旦每种酶切位点最好只有一个③具有某些标记基因④对受体细胞无害。

转基因食品
定义：利用基因工程技术改变基因组构成的动物，植物和微生物生产的食品和食品添加剂
又称基因修饰食品，利用分子生物学技术将某些生物的基因转移到其他物种中去, 改造生物的遗传物质，使其在形状、营养品质等方面向所需要的目标转移优势：粮食短缺问题；减少农药使用避免环境污染；增加食物营养提高附加价值可能危害：转基因作物本身演变为农田杂草；通过基因漂流影响其他物种；对生物多样性的威
胁；可能具有毒性；抗生素标记基因能使人和动物产生抗药性。